Download - Software2 SS2016 2
Chikashi Miyama
Software 2 SS 2016 #2
PCM
✤ Was ist PCM?
PCM
✤ PCM = Pulse Code ModulationDie Puls-Code-Modulation (PCM) ist ein Pulsmodulationverfahren, das ein zeit- und wertkontinuierliches analoges Signal in ein zeit- und wertdiskretes digitales Signal umsetzt.
Oszillatoren von Minimoog
✤ Dreieck
✤ Sägezahn
✤ Rechteck
✤ Impulse
Wie kann man Klangfarben wie Flöte, Oboe oder Posaune erzeugen?
Wellentabellen-Synthese
✤ Definition?
Wellentabellen-Synthese
Bei der Wellenform-Synthese ausliest ein Oszillator periodisch eine Wellenform. Normalerweise werden die Zahlenwerte der Wellenform nicht bei jedem Durchgang neu berechnet, sondern die Zahlenwerte werden im voraus bestimmt und in einer Tabelle abgelegt. Die Zahlenwerte der Wellentabelle sind in konstantem zeitlichen Abstand gespeichert und definieren eine Gesamte Periode des Klangs.
Verwirkung der Terminologien
✤ Wellentabellen-Synthese
✤ Sample-based Synthese
✤ Table-lookup Synthese
Wellentabellen-Synthese
Experiment mit Max
Multisampling
✤ Warum ist Multisampling nötig?
Multisampling
✤ Warum ist mehrere Samples (= Multisampling) nötig?
✤ Die Klangfarbe eines Instrumentes ist abhängig von Tonhöhe und Lautstärke
Experiment mit Max
mit Pitch Shift
Resultat
c1 c1
c2c2
Pitch shift
WavetableOriginal
Experiment mit AudioXPlorer
Zusammenhang zwischen Lautstärke und Klangfarbe
Vergleich zwischen
a1 - 440 Hz pp mf f
a2 - 880 Hz pp mf f
a3 - 1760 Hz pp mf f
Lösung?
✤ Wie kann man die Natürlichkeit der Klangfarbe verbessern?
Multisampling
Multisampling
Interpolation zwischen Samples
fffppp mp?
Interpolation
Experiment mit Max
Concatenative Speech Synthesis
“Synthesize” mit CSS
Manipulating PCM
✤ Was ist Problem von PCMs (aufgenommene Klänge)
Manipulating PCM
✤ Was ist Problem von PCMs (aufgenommene Klänge)
✤ unflexibel
✤ unveränderbare Dauer / Tonhöhe
✤ unnatüarlich
✤ jedesmal identisch
Tonhöhenänderung
✤ Was sind Probleme bei der Tonhöhenänderung?
2 Probleme
Tonhöhenänderung
✤ Was sind Probleme bei der Tonhöhenänderung?
✤ die Dauer ist abhängig von der Tonhöhe
✤ munchkinification (seltsame Klangqualität)
hochkurz
tieflang
Tonhöhenänderung
✤ Was ist “the 30 Hz Transition?”
Tonhöhenänderung
✤ Was ist “the 30 Hz Transition?”
Unter 30 Hz Wiederholung
Über 30 Hzein stabiles Signal
The 30 Hz. Transition mit Max
Tonhöhenveränderung
✤ Was ist die Lösung für das Problem der Tonhöhenveränderung?
Tonhöhenveränderung
✤ Was ist die Lösung für das Problem der Tonhöhenveränderung?
✤ OLA (Overlap and Add)
OLA
Original
Granulieren
Überlappung
Experiment mit Max
Problem von OLA
✤ OLA ermöglicht die Tonhöhenveränderung ohne Geschwindigkeitsänderung.
✤ Was ist das Problem von OLA?
Problem von OLA
✤ Was ist das weitere Problem von OLA?
✤ Die konstruktive / destruktive Interferenz
Experiment mit Max
Problem von OLA
✤ Was ist die Lösung des Interferenzproblems?
Problem von OLA
✤ Was ist die Lösung des Interferenzproblems?
✤ Randomisierung von “Window-size”
✤ PSOLA … Pitch Synchronous Overlap and Add
✤ “Window-size” abhängig von Tonhöhe
Experiment mit Max
Das weitere Problem
✤ Was ist das weitere Problem von OLA (für den Autor?)
Das weitere Problem
✤ Was ist das weitere Problem von OLA (für den Autor?)
Instrument
atacksustain
attacksustain
OLA
sustain
ideal
attack
zu lang
Spectral Modeling and Additive Synthesis
Additive Synthese
✤ Definition?
Additive Synthese
Die additive Synthese ist eine Methode der synthetischen Klangerzeugung und wird beispielsweise in elektronischen Musikinstrumenten wie Synthesizern und Zugriegelorgeln eingesetzt. Bei der additiven Synthese wird der Klang im Gegensatz zur subtraktiven Synthese nicht dadurch erzeugt, dass man aus einem obertonreichen Spektrum die unerwünschten Bestandteile ausfiltert, sondern indem man den Klang durch Zusammenstellen der gewünschten harmonischen oder inhamonischen Teiltöne erstellt.
Harmonisch / Inharmonish
✤ Was ist Unterschied zwischen ein harmonischer und inharmonischer Klang?
Harmonisch / Inharmonish
Experiment mit Max
Eigenschaft von Spektrum der Stimme
?
?
Eigenschaft von Spektrum der Stimme
✤ FormantAls Formant bezeichnet man in der Akustik oder Phonetik die Konzentration akustischer Energie in einem bestimmten Frequenzbereich. Formanten entstehen beispielsweise in den Resonanzspektren von Musikinstrumenten oder der menschlichen Stimme. Aufgrund der Resonanzeigenschaften eines Instruments (oder des Artikulationsraums) werden bestimmte Frequenzbereiche im Verhältnis zu anderen Frequenzbereichen verstärkt. Formanten sind dabei diejenigen Frequenzbereiche, bei denen die relative Verstärkung am höchsten ist.
Spektrum von Geräusch
??0 Hz 22.1 kHz
Spektrum von Geräusch
Wie ist das Spektrum vom Flüstern?
Experiment mit AudioXPlorer
Spectrum Modeling Synthesis
Spectrum Modeling Synthesis (SMS)
✤ Motivation?
✤ Algorithmus?
Spectrum Modeling Synthesis (SMS)
Ein natürlicher Klang oft beinhaltet beide harmonische Komponenten und Geräusch.
✤ Motivation
Wie kann man die Beiden synthetisieren?
Additive + Subtraktive Synthese
Spectrum Modeling Synthesis (SMS)
✤ Algorithmus
Implementation
Implementation
Sines Plus Noise Plus Transient
Transiente
✤ Was ist eine Transiente?
Transiente
✤ Was ist eine Transiente?
Eine Transiente ist ein Einschwingvorgang oder ein Abschnitt in einem Signal, der von einem solchen instationären Vorgang kündet, siehe auch Sprung- und Impulsantwort.
Sines Plus Noise Plus Transient
Sine
Noise
Transient
+
Ohne Transiente
Original
Transiente
Transiente + Geräusch
Geräusch
Spectra in Time